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英雄星球,还是平民?

没有恒星的行星远不是浪漫的英雄,它们可能很稀罕物。

流氓星球。这个词指的是一个独行侠——一个拒绝按规则行事、打破传统、到银河系任何地方去的叛逆者

Rogue星球。这个词指的是一个独行侠——一个拒绝按规则行事、打破传统、想去哪里就去哪里的反叛者。在媒体报道最近发现的可能不在任何恒星轨道上的行星时,像“流氓”、“游牧”和“流浪”这样的标签很常见。这种浪漫的拟人主义是可以理解的。这也是不准确的。这些物体的潜在重要性并不在于它们是宇宙中的詹姆斯·迪恩斯。他们不是。如果它们存在,其意义将更加激进:它们可能成为新常态。

考虑CFBDSIRJ214947.2-040308.9,简称2149。它于2009年被发现,距离地球约80到160光年(约600万亿英里)。在天文学术语中,2149是一个孤立的行星质量物体(IPMO)。IPMO可能是一颗从未点燃的恒星,也可能是一颗迷失了方向的行星,但无论哪种情况,它看起来都不是围绕太阳运行的。

浪漫的拟人主义是可以理解的。
这也是不准确的。

如果2149是一颗失败的恒星,那么它就没那么有趣了——失败的恒星是一个众所周知的现象。即使2149是一个星球,它也没有任何隐喻性的反叛行为。它不是在天堂游荡。它没有违反任何定律,尤其是万有引力定律。就像银河系中的其他事物一样,它只是绕着星系的中心运行(虽然不像地球绕着太阳运行)。一个类行星2149的革命性并不在于它的去向。它是如何到达那里的。

如果2149是一颗行星,它很可能是在伴随恒星形成的气体和岩石漩涡中诞生的。在胚胎期行星的巨大引力舞蹈中,在某个时刻,一个或多个更大的兄弟行星会将其喷射出去,就像让舞伴离开一样。因为较重的物体比较轻的物体更难喷射出来,而且2149相当大——可能至少有4颗木星那么大1.-它的抛射意味着像地球这样的小型行星(重量至少是地球的一千倍)的抛射率应该更高。

萨波尔斯基大学TH-F1

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高了多少?2011年,天体物理学的微透镜观测项目得出结论,根据他们自己对IPMOs的调查,该星系中无恒星的行星可能是恒星的两倍——该星系至少有1000亿颗恒星。第二年,斯坦福大学Kavli粒子天体物理学和宇宙学研究所的研究人员将这一估计向上修正了5万倍,这意味着在我们的星系中可能有10千万亿颗无恒星的行星。只有像2149这样的行星存在,才能支持这些计算。

但是,2149真的是一颗行星吗?它是在2009年由格勒诺布尔Planétolgie et d ' astro体质研究所的Philippe Delorme领导的天文学家合作发现的,当时他们正在寻找一种名为棕矮星的宇宙物体。褐矮星的质量大于13颗木星,但小于75到80颗木星,在这个质量下,它们的核心能够维持氢-1聚变反应。他们仍然星星;只是还没有点燃。然而,它们确实有微弱的辐射,也许是因为储存的能量。就像你可以在晚上用红外线护目镜来探测体温一样,天文学家也可以用红外线望远镜来探测天体的热源——无论是否有褐矮星。(如果你能近距离看2149,它会呈现紫红色。)如果2149是一颗褐矮星,它就没有那么特别了——它是众多与行星抛射速率无关的行星之一。

在胚胎行星的巨大引力编排中的某个时刻,它的一个或多个较大的兄弟姐妹会将其弹出,就好像放开了舞伴一样。

虽然2149是在寻找褐矮星的过程中发现的,但这并不意味着它就是褐矮星。行星也会辐射红外线。那么我们如何知道对象2149代表的是什么方式呢?

这个问题的关键在于它的质量。天文学家通常会将质量小于13颗木星的物体称为“行星”——13颗木星是一颗恒星点燃(氘聚变)所必需的最小质量。2149的质量越低,它就越有可能是一颗行星。自20世纪90年代以来,天文学家一直在通过测量行星绕其运行时恒星的摆动,或当行星从其前面经过时恒星的亮度变暗来推断遥远行星的质量。然而,对于非围绕恒星运行的物体来说,这两种选择都不可行。

相反,天文学家采用了数值模型,利用物体的光谱来预测其质量和年龄。2010年,在欧洲南方天文台(European Southern Observatory)位于智利的超大望远镜(Very Large Telescope)对2149年的后续观测中,德洛姆的团队测量了2149年的光谱,并将其质量限制在相对较轻的4至7颗木星上,其年龄在2000万至2亿年之间。然而,Delorme说,数值模型技术可能“非常不确定”。那么,他们如何知道自己的模型是否正确呢?

通常,就像天体物理学项目中的微透镜观测一样,研究IPMO的天文学家无法知道。但2149可能会对模型的结果进行独立测试。德洛姆怀疑,2149与一组与AB多拉杜斯(距离地球约100光年)形成队形的恒星在同一距离。事实上,如果2149是与AB Doradus星团一起旅行的,那么它很可能是在该星团的恒星形成的同时形成的:从5000万年前到1.2亿年前——这与数值模型中的年龄非常吻合。如果初始模型的年龄估计是正确的,那么它的质量估计也可能是正确的。

德洛姆的合作使2149人属于AB Doradus集团的可能性达到87%——这是一个中等程度的信心,但几乎不足以宣称这一发现。因此,他们开始寻求一种更精确的方法来确定2149是否属于多拉杜斯群:视差。

天文学家通常将“行星”的名称授予质量小于13颗木星的物体,这是恒星点燃所需的最小质量。

就像我们人类使用双目视觉来测量距离和三维运动一样,天文学家也使用双目视觉,只是在他们的情况下,“左眼”和“右眼”对应的是地球在太阳的相对两侧,相隔6个月时的地球轨道上的点。这些观察需要几套每隔六个月,但如果他们证明2149年与剑鱼座组,他们会支持的假设2149 4和7木星之间的质量,并增加2149的可能性开始生命星球,不是一个失败的恒星。

这就是构成知识的现状,Delorme告诉我,在2013年5月发布会上,与会者在棕矮星大幅划分约2149:大约60%的投票,这是“褐矮星发生很轻,“而40%怀疑它是一颗行星。就连他也认为这更有可能是一颗褐矮星,尽管他补充说:“这没有任何有力的事实依据,只是一种直觉。”

这种直觉根植于奥卡姆剃刀:根据目前对行星抛射率的理解,对2149的最简单解释是,它是一颗失败的恒星。但只需要对一个行星IPMO进行一次识别,就会产生完全不同的效果。如果未来的观测结果能够证明有行星存在,那么这种推断可能会让奥卡姆剃刀产生相反的效果。


理查德·帕内克是古根海姆大学的科学写作研究员,他是《4%的宇宙:暗物质、暗能量和发现其余现实的竞赛》.

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